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《重庆大学》 2015年
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局部时空特征及部件的视频人体动作识别方法研究

李阳  
【摘要】:视频中人体动作识别旨在利用计算机自动分析视频数据,从中提取与人体动作相关的信息,达到分析与理解视频的目的,是计算机视觉领域的一个活跃研究主题,具有广泛的潜在应用场景,如智能视频监控、基于内容的视频分析、智能监护和人机交互等。近年来,人体动作识别研究取得了丰富的研究成果。由于该问题的复杂多样性,已有的研究方法存在着缺点和不足,自动识别人体动作的技术还处在不断探索之中。人体动作识别作为一个分类问题,视频特征提取与表达是有效识别的关键一环。本文从特征提取与表达出发,在已有工作基础上提出新的方法和思路。主要创新点归纳如下:①提出了一种基于上下文结构信息的动作表示方法。词袋模型采用矢量量化技术将局部特征量化至最近邻的视觉单词,产生较大的量化误差。此外,词袋模型对局部特征进行全局统计,忽略了时空兴趣点的时空分布。针对量化误差问题,首先推广后验概率编码框架,基于该框架分析了已有的编码方法。在此基础上,提出一种新的后验概率编码方法。该编码方法编码时不仅考虑了视觉单词与特征向量之间的空间相似性,而且考虑了它们之间的线性相似性,能更好的捕捉丰富的局部流形信息。在该编码方法基础上,计算兴趣点局部上下文范围内兴趣点的空间分布和时间顺序分布,形成累计概率直方图特征,描述兴趣点的时空分布。在多个标准数据库上的实验表明,作为局部特征的互补特征,累计概率直方图特征不仅提高了动作识别的正确率,而且具有较好的鲁棒性。②提出了一种判别核字典学习框架。基于局部特征的字典学习识别人体动作包含三个独立步骤:字典学习、特征编码和池化。忽略了这三个步骤彼此之间的影响,不能针对分类任务学习最佳判别字典,使得特征编码判别力较低;且传统字典学习方法是在线性空间进行训练,不能有效处理非线性数据。针对这些问题,提出的判别字典学习框架融合这三个独立步骤,形成一个统一的目标函数。通过同时最优化,减少三个独立步骤彼此之间的影响,增强了特征编码的判别力。此外,在学习判别字典的同时学习了一个线性分类器。采用双字典模型对框架进行核推广,将特征非线性映射到高维特征空间,增强该框架处理非线性数据的能力。实验证明了该框架的有效性。③提出了一种基于帧间编码系数变化的动作表示方法。观察到视频帧间编码系数的变化反映了视频运动信息的变化,对视频帧间编码系数变化进行统计可有效捕捉视频中的运动信息,特别是时间变化信息。采用空间金字塔模型将视频在空间维度分割成多个单元,对每个单元连续帧间编码系数在时间上的变大和变小变化进行统计,统计的直方图特征用基于空间金字塔匹配核的支持向量机进行分类。与其他动作表示方法相比,这种特征具有较强的鲁棒性,容易计算,且不依赖于特定的编码方法。④提出了一种新的基于隐变量支持向量机的判别模型。将视频表示成稠密的时空部件,观察到动作可由一组判别时空部件联合区分。定义时空部件为隐变量,引入组稀疏正则化技术,通过最优化删除判别力低的时空部件检测器,达到同时学习和选择一组判别时空部件检测器的目的。针对时空部件检测器冗余问题,引入类内非相关性约束。针对判别部件一致性问题,引入相似性约束促使同类动作视频中检测到的时空部件尽可能的一致,并提出一个迭代算法快速求解带有相似性约束的隐变量。实验结果表明,检测到的时空部件具有判别性,且在多个数据库上取得了较好的识别效果。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP391.41

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 王宇新;郭禾;何昌钦;冯振;贾棋;;用于图像场景分类的空间视觉词袋模型[J];计算机科学;2011年08期
2 钱堃;马旭东;戴先中;;基于抽象隐马尔可夫模型的运动行为识别方法[J];模式识别与人工智能;2009年03期
3 申晓霞;张桦;高赞;徐光平;薛彦兵;张哲;;基于深度信息和RGB图像的行为识别算法[J];模式识别与人工智能;2013年08期
4 胡琼;秦磊;黄庆明;;基于视觉的人体动作识别综述[J];计算机学报;2013年12期
5 段菲;章毓晋;;一种面向稀疏表示的最大间隔字典学习算法[J];清华大学学报(自然科学版);2012年04期
6 胡长勃,冯涛,马颂德,卢汉清;基于主元分析法的行为识别[J];中国图象图形学报;2000年10期
7 徐光祐;曹媛媛;;动作识别与行为理解综述[J];中国图象图形学报;2009年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚成玉;赵佳伟;陈毅强;;基于嵌入式系统的室内人体跌倒行为检测方法的实现[J];燕山大学学报;2008年06期
2 殷明均;陈立伟;唐全华;;基于多镜头的视频行为识别方法[J];电脑知识与技术;2009年25期
3 孙晨升;廖庆敏;;基于模板匹配的跳水运动视频分析[J];电视技术;2006年S1期
4 鲁统伟;任莹;;基于光流的人体行为识别[J];电脑知识与技术;2013年07期
5 刘辉;;E-learning系统的多模式情感识别模块的研究[J];电脑知识与技术;2013年15期
6 蔡加欣;冯国灿;汤鑫;罗志宏;;基于局部轮廓和随机森林的人体行为识别[J];光学学报;2014年10期
7 邱春明;;基于动作幅度变化量的视频动作分割[J];计算机光盘软件与应用;2014年24期
8 郑国军;谷雨;;基于无线背景信号的人体行为识别研究[J];蚌埠学院学报;2015年02期
9 罗会兰;郭敏杰;孔繁胜;;一种基于多级空间视觉词典集体的图像分类方法[J];电子学报;2015年04期
10 王刘涛;王建玺;鲁书喜;;基于Adaboost关键帧选择的多尺度人体动作识别方法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2015年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵海勇;基于视频流的运动人体行为识别研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 王亮;基于判别模式学习的人体行为识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 张祥合;复杂场景中目标识别与分类的仿生原理和方法[D];吉林大学;2012年
4 王宇新;基于特征分布的图像识别方法研究与应用[D];大连理工大学;2012年
5 林春丽;基于视频序列的人体行为分类及异常检测[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 贾程程;基于张量和典型相关分析的人体行为识别算法研究[D];吉林大学;2013年
7 李海涛;面向家庭智能空间主动服务的目标行为分析与识别[D];燕山大学;2013年
8 王韦桦;智能视觉监控中运动目标检测与行为识别方法[D];西安电子科技大学;2014年
9 王晏;工业X射线图像目标自动检测方法研究[D];大连理工大学;2014年
10 杨旗;人体步态及行为识别关键算法研究[D];东北大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵杰;基于视频监控系统的头部定位和肢体提取研究[D];昆明理工大学;2009年
2 贾亮;基于矩阵稀疏的视频目标跟踪[D];大连理工大学;2011年
3 徐光宇;基于视频的室内异常行为分析方法的研究[D];延边大学;2011年
4 高振远;基于视频的几种人体行为识别技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 冯莉;基于热释电红外信息的人体动作识别研究[D];天津大学;2012年
6 张彦杰;人体异常行为检测技术的研究[D];天津大学;2012年
7 郭海亮;航拍图像增强处理与拼接技术实现[D];大连理工大学;2011年
8 阮涛涛;基于视觉的人体行为检测识别研究[D];浙江工业大学;2011年
9 楼中望;基于视觉的运动人体行为分析[D];浙江工业大学;2011年
10 魏渊洁;基于视频的人机交互方式研究[D];浙江工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 李向阳,庄越挺,潘云鹤;基于内容的图像检索技术与系统[J];计算机研究与发展;2001年03期
2 黎洪松;李达;;人体运动分析研究的若干新进展[J];模式识别与人工智能;2009年01期
3 王涛,胡事民,孙家广;基于颜色-空间特征的图像检索[J];软件学报;2002年10期
4 李远宁;刘汀;蒋树强;黄庆明;;基于“bag of words”的视频匹配方法[J];通信学报;2007年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 常燕;潘一匡;张春田;;用于人体动作分析的一种电视录像解析系统[J];电视技术;1989年06期
2 苗雪兰;;基于模糊理论的人体动作表示及动作模式识别方法[J];模式识别与人工智能;2002年02期
3 杨靖;董永贵;王东生;;利用热释电红外信号进行人体动作形态识别[J];仪表技术与传感器;2009年S1期
4 蔺广逢;朱虹;范彩霞;张二虎;;基于空间分布特征的人体动作动态建模识别[J];模式识别与人工智能;2013年03期
5 由英琪;善解人意的感情电脑[J];市场观察;1998年10期
6 张继光;羊彦;李伟;;基于组合微惯性测量元件的人体动作检测系统设计[J];传感技术学报;2010年02期
7 陈仲珊;;基于视觉注意的人体动作检测[J];考试周刊;2011年86期
8 刘剑;龚志恒;吴成东;岳恒;高恩阳;;基于深度和LLE的人体动作趋势分析研究[J];控制工程;2013年06期
9 张燕中;柴业宏;许高建;;关于田径人体动作计算机绘图软件开发的研究[J];安徽农业大学学报;2009年01期
10 王冲;施玉霞;陆熊;;基于加速度传感器的无线人体动作测量设备[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 黄少莉;;谈聋儿的舞蹈教学[A];中国心理卫生协会残疾人心理卫生分会第四届学术交流会论文集[C];2002年
2 黄少莉;;谈聋儿的舞蹈教学[A];中国残疾人康复协会心理卫生专业委员会第三届学术交流会论文集[C];2002年
3 宋启来;;不同专项运动员伸膝动作动力过程的专项特征[A];第五届全国运动生物力学学术会议论文摘要[C];1985年
4 蒋艳;;浅论舞蹈理论对舞蹈实践的指导作用[A];2014年9月现代教育教学探索学术交流会论文集[C];2014年
5 罗逸苇;姜明;;用Vicon系统进行人体动作的运动分析[A];第十一届全国运动生物力学学术交流大会论文汇编(摘要)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 本报记者 刘晓;留美博士在宁“零投资创业”[N];南京日报;2010年
2 汪娅敏(作者单位:安徽省歌舞剧院);试论舞蹈的语言[N];安徽经济报;2006年
3 周惠斌;选购服装注重六性[N];大众科技报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李阳;局部时空特征及部件的视频人体动作识别方法研究[D];重庆大学;2015年
2 姜鸣;基于体感网的人体动作监测识别的研究[D];大连理工大学;2012年
3 江焯林;基于计算机视觉的人体动作检测和识别方法研究[D];华南理工大学;2010年
4 赵琼;基于视频和三维动作捕捉数据的人体动作识别方法的研究[D];中国科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 查敏菊;基于手势动作的智能输入系统[D];复旦大学;2013年
2 程司雷;反应跟随性人体动作合成系统[D];浙江大学;2011年
3 杨靖;一种热释电红外人体动作形态传感器的研究[D];清华大学;2010年
4 朱震文;视频数据中人体动作的分类研究[D];南京理工大学;2012年
5 朱林;视频中人体动作识别方法研究[D];华南理工大学;2015年
6 李雄;人体动作的骨骼动画研究与初步实现[D];华中科技大学;2011年
7 高丽丽;基于容积特征的人体动作检测[D];南京理工大学;2009年
8 刘堃;基于整体特征的人体动作的识别[D];南京理工大学;2009年
9 柴业宏;关于田径人体动作计算机绘图软件开发的研究[D];北京体育大学;2008年
10 杨扬;基于视频特征的人体动作识别方法研究[D];昆明理工大学;2014年
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